ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O MÉTODO ...LISE...Análise comparativa entre o método construtivo framing e o convencional / David de Melo Chaves, Luiz Felipe Gouveia – Maceió: 2019

CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC

DAVID DE MELO CHAVES LUIZ FELIPE GOUVEIA ARAGÃO

ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O MÉTODO CONSTRUTIVO FRAMING E O CONVENCIONAL

MACEIÓ-AL 2019/2

DAVID DE MELO CHAVES LUIZ FELIPE GOUVEIA ARAGÃO


Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito final para conclusão do curso de Engenharia Civil do Centro Universitário CESMAC, sob a orientação do Me. Daniel Almeida Tenório, e co-orientação da Fernanda Lins Calheiros.

MACEIÓ-AL 2019/2

C512a Chaves, David de Melo Análise comparativa entre o método construtivo framing e o

convencional / David de Melo Chaves, Luiz Felipe Gouveia – Maceió: 2019.

44 f.: il.

TCC (Graduação em Engenharia Civil) – Centro Universitário CESMAC, Maceió – AL, 2019.

Orientador: Daniel Almeida Tenório Coorientadora: Fernanda Lins Calheiros

1. Steel frame. 2. Wood frame. 3. Concreto armado.I. Tenório, Daniel Almeida. II. Calheiros, Fernanda Lins. III. Título.

CDU: 624.012.45

REDE DE BIBLIOTECAS CESMAC SETOR DE TRATAMENTO TÉCNICO

Bibliotecário: Evandro Santos Cavalcante – CRB/4 - 1700

AGRADECIMENTOS

Agradecemos ao Senhor Jesus Cristo, nosso salvador, que nos guiou em todas as etapas deste trabalho. Toda honra e glória seja dada ao Senhor. À nossa família, que nunca deixou de nos apoiar, mesmo em momentos difíceis. Ao nosso orientador, Daniel Almeida, pela confiança em nós e por nos impulsionar adiante, sendo de fundamental importância no desenvolvimento do trabalho. À nossa professora Anne Dayse, que deu o suporte necessário para prosseguir o trabalho adiante. À nossa coorientadora, Fernanda Lins, que teve uma participação especial e contribuição indispensável.

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Condomínio Residencial Haragano construído em Wood Frame................8 Figura 2: Método construtivo Framing (Steel Frame)................................................10 Figura 3: Elementos estruturais do concreto armado................................................15 Figura 4: Residência unifamiliar construída em Steel Frame....................................18 Figura 5: Perspectiva do Wood Frame......................................................................21

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 8 1.1 Considerações iniciais ...................................................................................................... 8 1.2 Objetivos ............................................................................................................................... 11 1.2.1 Objetivo geral .................................................................................................................... 11 1.2.2 Objetivos específicos ...................................................................................................... 11 2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................................... 12 2.1 Histórico da construção civil no Brasil.................................................................... 12 2.2 Método de construção racional x método de construção artesanal ........... 14 2.3 Método convencional ...................................................................................................... 14 2.4 Sistema leve tipo Light Steel Framing ..................................................................... 17 2.5 Sistema leve tipo Light Wood Framing .................................................................... 20 3 METODOLOGIA ...................................................................................................................... 23 3.1 Coleta de dados ................................................................................................................. 23 3.2 Critérios de inclusão ........................................................................................................ 23 4 RESULTADOS E DISCURSSÃO ...................................................................................... 24 4.1 Comportamento térmico ................................................................................................ 24 4.1.1 Concreto armado ............................................................................................................. 24 4.1.2 Steel Frame ....................................................................................................................... 25 4.1.3 Wood Frame ...................................................................................................................... 26 4.2 Comportamento acústico .............................................................................................. 26 4.2.1 Concreto armado ............................................................................................................. 26 4.2.2 Wood Frame ...................................................................................................................... 27 4.2.3 Steel Frame ....................................................................................................................... 28 4.3 Características estruturais ............................................................................................ 29 4.3.1 Concreto armado ............................................................................................................. 29 4.3.2 Wood Frame ...................................................................................................................... 30 4.3.3 Steel Frame ....................................................................................................................... 31 4.4 Aspecto arquitetônico ..................................................................................................... 32 4.4.1 Concreto armado ............................................................................................................. 32 4.4.2 Wood Frame ...................................................................................................................... 33 4.4.3 Steel Frame ....................................................................................................................... 34 4.5 Vida útil .................................................................................................................................. 35 4.5.1 Concreto Armado ............................................................................................................. 35 4.5.2 Wood Frame ...................................................................................................................... 36 4.5.3 Steel Frame ....................................................................................................................... 36 4.6 Tipos de fundações .......................................................................................................... 37 4.6.1 Concreto armado ............................................................................................................. 37 4.6.2 Wood Frame ...................................................................................................................... 37 4.6.3 Steel Frame ....................................................................................................................... 38 5 CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 39

5.1 Concreto armado ............................................................................................................... 39 5.2 Wood Frame ........................................................................................................................ 40 5.3 Steel Frame .......................................................................................................................... 41 REFERÊNCIAS................................................................................................................................ 42


COMPARATIVE ANALYSIS BETWEEN FRAMING AND CONVENTIONAL CONSTRUCTIVE METHODS

David de Melo Chaves Graduando do Curso de Engenharia Civil

[email protected] Luiz Felipe Gouveia Aragão

Graduando do Curso de Engenharia Civil [email protected]

Orientador Daniel Tenório Almeida Mestre em Estruturas

[email protected] Coorientadora Fernanda Lins Calheiros

Graduada em Engenharia Civil [email protected]

RESUMO

A percepção de uma grande demanda por habitação, bem como a resistência dos construtores a inovação na construção, criou a necessidade de avaliar novas alternativas construtivas. Este trabalho tem como objetivo estabelecer uma comparação entre o método construtivo Framing (Steel Frame e Wood Frame) e convencional segundo parâmetros de comparação definidos. O objetivo deste trabalho foi desenvolvido a partir da análise do comportamento térmico, acústico, características estruturais, aspecto arquitetônico, vida útil e tipos de fundações. A partir dos resultados encontrados foi possível perceber que cada método construtivo apresenta vantagens ou desvantagens dependendo do critério de julgamento. Deste modo, o construtor pode optar pelo método construtivo mais viável de acordo com a sua necessidade, visando a qualidade do empreendimento. PALAVRAS-CHAVE: Steel Frame. Wood Frame. Concreto Armado.

ABSTRACT

The perception of high demand for housing, as well as the resistance of builders to innovation in construction, created the need to evaluate new construction alternatives. This work aims to establish a comparison between the Framing (Steel Frame and Wood Frame) and conventional construction method according to defined comparison parameters. The objective of this work was developed from the analysis of thermal behavior, acoustic, structural characteristics, architectural aspect, useful life and types of foundations. From the results found it was possible to realize that each constructive method has advantages or disadvantages depending on the judgment criterion. Thus, the builder can choose the most viable construction method according to his needs, aiming at the quality of the project. KEYWORDS: Steel Frame. Wood Frame. Reinforced concrete.

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1 INTRODUÇÃO

1.1 Considerações iniciais

O Brasil, país com grande número de obras de pequeno e médio porte, sempre

teve o desafio de realizar infraestrutura de moradias de maneira racional e eficiente.

Programas políticos de cunho social como o “Minha Casa, Minha Vida", criado

no ano 2009 pela Presidência da República, fizeram com que o fluxo de obras de

pequeno porte fosse ainda maior, devido à proposta de tornar moradia acessível às

famílias de classe baixa.

Fonte: ABDI (2015)

Figura 1: Condomínio Residencial Haragano construído em Wood Frame

Por isso, surgiu a necessidade de realizar obras em processos industrializados

que garantissem uma rapidez na construção. Segundo Guimarães (2014), o fato de

as obras serem de pequeno porte, o lucro do construtor se dá justamente na

quantidade de unidades feitas.

Quando se fala em modernização de processos de produção, o reflexo no

desenvolvimento torna-se uma consequência positiva. Segundo Alves (2015), o

avanço da tecnologia na construção civil como fator de grande importância para a

economia do país, tendo em vista que tal setor é um grande indicador de avanço, não

apenas econômico, mas também social.

Há vários métodos construtivos: estruturas de aço, estruturas de madeira,

métodos Framing e estruturas de concreto armado com fechamento em blocos

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cerâmicos, sendo este último método, segundo Bastos (2014), o método mais

difundido no país. Além disso, Alves (2015) afirma que há uma falta de modernização

no ensino de cursos de engenharia e arquitetura, o que acaba reforçando a tendência

da permanência da chamada “cultura do concreto”.

O concreto, por ter uma boa resistência à compressão, analogamente a uma

pedra, é considerado um bom material de construção. Apesar de o concreto possuir

uma baixa resistência a tração, esta limitação poderia ser sanada com a inserção de

aço, formando assim o chamado “concreto armado” (BASTOS, 2014). Apesar de o

sistema apresentar a grande vantagem de resistir bem às duas principais solicitações

de uma estrutura, o sistema possui desvantagens que podem ser objeto de

comparação com outro método construtivo capaz de atender com celeridade a

demanda do crescimento populacional por residência.

O mercado aponta a tecnologia aplicada como um grande fator para a

racionalização do processo produtivo e industrialização no setor da construção civil,

no qual o aço se torna uma grande opção (FREITAS; CASTRO, 2006). Um bom

exemplo de sistema racionalizado, e que tem como base perfis em aço leve, é o Light

Steel Frame, um sistema considerado seco.

“O princípio do sistema construtivo a seco é utilizar materiais industrializados

prontos para uso, sem a necessidade de utilização de água nos mesmos durante o

processo de construção” (ALVES, 2015).

Ainda de acordo com Freitas e Castro (2006), pode-se fazer uma analogia do

sistema Light Steel Frame com o Drywall, ambos formados por perfis metálicos e

placas de fechamento. No entanto, o Steel Frame tem a capacidade de exercer

funções estruturais, tendo em vista que engloba todos os componentes necessários

em uma obra.

Algumas propriedades dos perfis de aço, tais como sua leveza e precisão de

medidas geométricas, permitem que a obra tenha uma menor possibilidade de

desaprumo (inclinar-se verticalmente), e seja caracterizada por uma facilidade no

transporte de peças (ALVES, 2015). Light Steel Frame é largamente utilizado no

mundo, o que reforça seu desempenho e funcionalidade, tanto estrutural, quanto nos

demais requisitos. No Brasil, chegou na década de 90 e foi inicialmente utilizado na

construção de residências. Hoje, pode-se ver sua aplicabilidade em diversos tipos de

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construção, tais como escolas, restaurantes, galpões, e até mesmo edifícios. Porém,

sempre limitados a apenas quatro pavimentos (CAMPOS, 2012).

Outro sistema construtivo industrializado, e com características racionais, é o

Wood Frame, similar ao Steel Frame, porém diferença é a utilização da madeira como

base estrutural.

Fonte: Freitas e Castro (2006)

Figura 2: método construtivo Framing (Steel Frame)

Tal sistema surgiu nos Estados Unidos, em meados de 1830, a partir da

percepção de alguns marceneiros de que as paredes em madeira formavam, em

conjunto, um sistema construtivo (ALVES, 2015).

No Brasil, os primeiros indícios de Wood Frame foram em meados do século

XIX. Porém, torna-se difícil afirmar com precisão quando o sistema começou a ser

firmado, tendo em vista que, com o passar do tempo, o uso de madeiras em sistema

análogo ao que hoje se chama de Wood Frame, assumiu diferentes nomes. No

entanto, o sistema Wood Frame brasileiro pode ser definido como a ligação de

montantes e travessas superiores e inferiores, fechados por placas OSB ou

compensadas (ESPÍNDOLA, 2017).

Espíndola (2017) cita, em meio a algumas especificações técnicas de

construção do método Wood Framing, a necessidade de se colocar um solo menos

permeável como primeira camada, bem como realizar a impermeabilização de uma

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superfície regularizada logo acima da fundação. Isso impedirá patologias relacionadas

a percolação de água.

As construtoras possuem uma notável resistência às inovações tecnológicas e

baixo investimento em modernização. Por isso, deve-se investigar outros métodos

construtivos e analisá-los comparativamente com o sistema convencional. O Steel

Frame e o Wood Frame são objetos de estudo deste trabalho, de forma que avalie a

possibilidade de serem uma alternativa no lugar do método convencional e estimule

os construtores a utilizarem processos industrializados na construção.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo geral

Investigar os métodos construtivos Steel Frame e Wood Frame, comparando-

os com estrutura de concreto armado com fechamento em blocos cerâmicos.

1.2.2 Objetivos específicos

• Fazer um levantamento das principais características e particularidades

dos métodos construtivos: Steel Framing, Wood Framing e concreto

armado com fechamento em alvenaria;

• Comparar o método construtivo Framing com o concreto armado, de

acordo com os seguintes aspectos: comportamento térmico,

comportamento acústico, características estruturais, aspecto

arquitetônico, vida útil e tipos de fundações.

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2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 Histórico da construção civil no Brasil

Segundo Campos e Lara (2012), com a vinda dos Portugueses para o território

Brasileiro, no século XVI, vieram muitos métodos construtivos que foram implantados

de maneira gradual, na medida em que se fazia o reconhecimento do território, de

modo que, a cada descoberta de riqueza (no que diz respeito a oferta de matéria

prima), uma maneira de construir acabava por “nascer”. As técnicas eram simples e

estratégicas.

As primeiras casas feitas pelos colonizadores quando aqui chegaram eram

todos toscos abrigos cobertos de palha. Tais construções, que nem por extensão

poderiam merecer o nome de obras de engenharia, serviram não só como moradia,

mas também como capelas, armazéns etc. As primeiras obras de defesa, muros e

fortins, eram também muito primitivas, consistindo simplesmente em paliçadas de

troncos de árvores justapostos, de que havia grande abundância na época.

Durante todo o tempo colonial, principalmente nas regiões pioneiras, a maioria

das casas particulares eram feitas artesanalmente, sem nenhum plano formal, às

vezes pelo próprio morador ou seus vizinhos e amigos, situação, aliás, que ainda

prevalece atualmente, entre as populações de baixa renda, tanto nas cidades como

nos campos.

Um grande marco para a história da construção civil no Brasil foi a descoberta

do concreto. Segundo Telles (1994), o concreto armado começou a fazer parte das

construções brasileiras no início do século XX. Entretanto, sua utilização restringia-se

a pontes e viadutos. As primeiras fábricas de cimento no Brasil instalaram-se na

década de 1920 e com o crescimento da urbanização na década de 1930, o concreto

foi largamente utilizado na construção de edificações, tornando-se um método

construtivo hegemônico no nosso País. Na década de 1940, o uso do concreto passou

a ser normatizado pela Associação Brasileira de Normas técnicas – ABNT.

Bastos (2014) aponta o ano de 1901 como chegada do concreto armado no

Brasil. As primeiras evidências foram na cidade do Rio de Janeiro, com a construção

de galerias de água. A partir daí, começaram a surgir, inicialmente na região sudeste,

outros tipos de obras, como prédios (inicialmente baixos) e pontes. Com o passar dos

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anos, obras mais complexas foram surgindo, como prédios mais altos, pontes com

vãos maiores e lajes de maiores dimensões.

Além do concreto armado, outros materiais (isolados ou em combinações)

acabaram por serem descobertos e servirem de base para construção no Brasil.

Segundo Espíndola (2017), a madeira foi muito utilizada no início da origem do

território brasileiro por indígenas, mesmo antes de os colonizadores chegarem. No

entanto, mesmo tendo um grande potencial florestal, a madeira não teve um avanço

significativo como material de construção civil. Porém, pode-se notar que a madeira,

quando aplicada, é associada a outros materiais em grande parte das vezes. Um

exemplo de associação, e que é considerado um método construtivo, é o Wood frame.

Segundo Pfeil e Pfeil (2003), o emprego da madeira como material de

construção foi feito de forma empírica, ou seja, com base na tentativa e erro. Estudos

teóricos e pesquisas referentes a estruturas de madeiras foram realizados apenas no

século XX. Atualmente a utilização da madeira como material de construção é muito

atuante em alguns países, devido ao conhecimento técnico de sua capacidade

mecânica, a aceitabilidade ecológica e a tecnologia de montagem.

No Brasil, somente no ano de 2009 houve uma mobilização diante da chamada

“Comissão Casa Inteligente”, para que houvesse uma modernização das construções,

sendo este, o ano datado como primeiros indícios do Wood frame no país. O ápice foi

atingido em 2012, com a introdução do mesmo no programa “Minha Casa, Minha Vida”

(ESPÍNDOLA, 2017).

Outro material, de grande destaque, no que diz respeito a métodos

construtivos, é o aço. Quando descoberto, em uma era de grande avanço industrial

(meados dos anos 80), era usado em forma de pré-moldados, o que facilitava muito a

absorção da demanda. Em seguida passou a ser solução para diversos tipos de

problemas complexos da engenharia (PRAIVA; FICANHA, FABEANE, 2013).

Praiva, Ficanha e Fabeane (2013) apontam como recente a chegada do aço no

Brasil, porém, sempre avançando, ainda que de maneira discreta. Vale-se a ressalva

de que o aço pode ser associado a outros materiais, gerando outros sistemas

construtivos. Neste contexto, é importante destacar um método denominado “Steel

frame” que, segundo Freitas e Castro (2006), são constituídos por aço galvanizado a

frio e placas estruturais e não estruturais.

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De acordo com Campos e Lara (2012), tal sistema é amplamente utilizado em

todas as partes do mundo, apesar de sua chegada tardia no Brasil (em média de uma

década de diferença), porém com ótima aceitação e avanço.

2.2 Método de construção racional x método de construção artesanal

Por sistemas racionais, pode-se entender aqueles com uma linhagem

industrial, enquanto os artesanais são caracterizados por produções

predominantemente manuais.

A construção civil no Brasil é caracterizada como sendo artesanal, marcada por

produtividade relativamente baixa, e um elevado índice de desperdício, no entanto, as

tendências para buscas tecnológicas ao construir já existem, permitindo assim, uma

inserção de industrialização e racionalização do setor (FREITAS; CASTRO, 2006).

O método construtivo convencional (concreto com fechamento em alvenaria

tradicional) tem como vantagem a facilidade de mão de obra, o que acaba sendo um

grande fator social, tendo em vista o reflexo do potencial de empregabilidade

(CAMPOS; LARA, 2012).

Fácil é perceber que toda a capacidade de empregabilidade precisa

acompanhar os avanços no setor em questão. Freitas e Castro (2006) afirmam que,

em cenário mundial, pode-se perceber que a indústria da construção civil procura

sempre uma modernização referente à métodos mais produtivos e econômicos.

Campos e Lara (2012) apontam como grande vantagem de sistemas racionais,

o potencial de construção de novas casas, ou até mesmo bairros que, por exemplo,

possam ser vítimas de catástrofes.

Um tipo de construção racional, por exemplo, é o aço. Praiva, Ficanha e

Fabeane (2013) apontam como algumas vantagens de tal sistema: uma obra mais

rápida, com mais logística no canteiro e menos desperdício. Como desvantagens,

pode-se destacar: um custo mais elevado, com uma necessidade de mão de obra

especializada e limitações de mercado.

2.3 Método convencional

O método construtivo do concreto armado com fechamento em alvenaria

tradicional é o mais difundido na cultura brasileira, por isso é considerado o método

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construtivo convencional. Segundo Santos (2008), nenhum outro material de

construção é tão consumido no Brasil quanto o cimento, ingrediente principal do

concreto armado e essencial também para os tipos de vedação que o acompanham.

Fonte: Alva (2007)

Figura 3: elementos estruturais do concreto armado

O concreto é um material composto, constituído por cimento, água, agregado

miúdo (areia) e agregado graúdo (pedra ou brita). O concreto pode também conter

adições e aditivos químicos, com a finalidade de melhorar ou modificar suas

propriedades básicas (BASTOS, 2014).

O concreto possui alta resistência à compressão e baixa resistência à tração

(cerca de 10% da sua resistência à tração). Por isso, o concreto necessita se juntar a

outro material que resista as tensões de tração atuantes. Nesse contexto, surge o

concreto armado, sendo a união de concreto e aço em que as barras da armadura

absorvem as tensões de tração e o concreto absorve as tensões de compressão. No

entanto, não basta juntar os dois materiais para originar o concreto armado, precisa-

se garantir a aderência para que ambos os materiais trabalhem em conjunto

(BASTOS, 2014).

De modo geral, na construção de um elemento estrutural em concreto armado,

as armaduras de aço são previamente posicionadas na fôrma (ou molde), em seguida

o concreto fresco é lançado para preencher a fôrma, quando simultaneamente se

realiza o adensamento do concreto, que deve envolver e aderir às armaduras. Após a

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cura e outros cuidados com o endurecimento do concreto, a fôrma pode ser retirada

e assim origina-se a peça de concreto armado (BASTOS, 2014).

A massa de concreto fresco usualmente contém ar aprisionado. O concreto

endurecido sem a realização do adensamento torna-se fraco, poroso, não uniforme e

pobremente aderente à armadura. O processo de adensamento por vibração consiste

essencialmente em eliminar o ar aprisionado e forçar que as partículas tenham uma

configuração de maior proximidade e a mistura se torne mais densa possível. A

energia aplicada é utilizada para vencer os atritos entre as partículas individuais no

concreto e entre o concreto e a superfície da fôrma ou da armadura. Estes podem ser

denominados, respectivamente, atrito interno e atrito superficial. Além disso, parte da

energia é despendida na vibração da fôrma ou de parcelas do concreto já totalmente

adensado (NEVILLE, 2016).

Depois do processo de adensamento, o próximo passo usualmente concentra-

se na cura do concreto. A cura do concreto é a denominação dada aos procedimentos

adotados para promover a hidratação do cimento e consiste no controle da

temperatura e da entrada e saída de água do concreto. O objetivo da cura é manter o

concreto saturado, ou o mais próximo possível disso, até que os espaços

originalmente preenchidos com água na pasta de cimento fresca tenham sido

preenchidos pela quantidade requerida de produtos de hidratação do cimento. A

prevenção da perda de água do concreto é relevante não somente devido ao efeito

adverso da perda de água no desenvolvimento da resistência, mas também porque

essa perda resulta em retração plástica, aumento da permeabilidade e redução da

resistência à abrasão. O período de cura necessário na prática não pode ser prescrito

de modo simples, mas se a temperatura é superior a 10°C, a ACI 308.R–01 estabelece

um mínimo de 3 dias para cimento Portland de alta resistência inicial (Tipo III ASTM),

um mínimo de 7 dias para cimento Portland comum (Tipo I ASTM) e um mínimo de 14

dias para cimento Portland de baixo calor de hidratação (Tipo IV ASTM) (NEVILLE,

2016).

O concreto é majoritariamente utilizado nas construções brasileiras de forma

que se adaptou as condições culturais do Brasil. Tal predominância está intimamente

ligada ao baixo custo, a baixa exigência de qualificação de obra e a disponibilidade

dos materiais que compõe o concreto. Em países de primeiro mundo, como Estados

Unidos, Japão, Canadá, Inglaterra e Austrália, o concreto não obteve uma

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predominância na construção civil ao longo dos anos. Antes, o método construtivo

Framing substituiu o concreto nesses países, tornando-se o método construtivo mais

utilizado há mais de 35 anos (SANTOS, 2008).

A larga utilização do concreto nas construções brasileiras não está atrelada às

suas vantagens. O concreto apresenta aspectos negativos, como por exemplo a

inibição de outros sistemas construtivos, desequilíbrio na distribuição do

conhecimento técnico, desqualificação dos trabalhadores, poluição, degradação

ambiental. O consumo de matérias-primas naturais impacta negativamente os

locais de extração, nos percursos de transporte e nos canteiros de obra (SANTOS,

2008).

Devido ao aumento dos vãos entre pilares, deve-se

dimensionar cuidadosamente a vedação da estrutura do concreto. O principal tipo de

vedação que acompanha o concreto armado é a alvenaria tradicional (sem função

estrutural). O Brasil possui uma cultura bastante difundida para uso da alvenaria

tradicional como principal componente de vedação interna e externa das

edificações (NASCIMENTO, 2004).

A alvenaria destina-se a fechar o ambiente de forma a garantir

segurança, habitabilidade e sustentabilidade, além de separar os ambientes

externos e internos. a principal função da alvenaria é de estabelecer a

separação entre ambientes, e principalmente a alvenaria externa que tem a

responsabilidade de separar o ambiente externo do interno e para cumprir esta

função deverá atuar sempre como freio, barreira e filtro seletivo, controlando uma

série de ações e movimentos complexos quase sempre muito heterogêneos

(NASCIMENTO, 2004).

2.4 Sistema leve tipo Light Steel Framing

Os principais componentes do Steel Frame são perfis leves de aço dobrados

a frio, utilizados para formar painéis estruturais e não estruturais. O Light Steel

Frame tem enfoque na substituição de tijolos, madeira e concreto pelo aço. Por

ser um processo industrializado, torna-se uma construção rápida e a seco

(SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

O sistema construtivo Steel Framing é um dos mais utilizados em todo o

mundo. No Brasil, apesar da predominância do concreto, o uso de Steel Frame

tem estado mais presente nas construções. A construção em Steel Frame é

chamada de a seco,

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recebendo este nome por não utilizar água no canteiro de obras, com exceção da

etapa de execução da fundação. Além disso, é considerada uma construção

sustentável, reciclável e de alto desempenho, pois além de não haver gasto de água,

a sujeira produzida é mínima, o que reduz a quantidade de entulhos (SANTIAGO;

FREITAS; CASTRO, 2012).

Fonte: ABDI (2015)

Figura 4: Residência unifamiliar construída em Steel Frame

Steel Frame surgiu como uma evolução do método construtivo Wood Frame,

ambos possuem o mesmo conceito estrutural e se enquadram no sistema construtivo

Framing. A principal diferença entre ambos está no material utilizado, enquanto Steel

Frame utiliza aço galvanizado, Wood Frame utiliza a madeira como principal

componente estrutural (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

Steel Frame é um sistema amplo, capaz de integrar todos os componentes

necessários a construção de uma edificação. O conceito principal do projeto segundo

o sistema Light Steel Frame é dividir a estrutura em uma grande quantidade de

elementos estruturais, de maneira que cada um resista a uma pequena parcela da

força total aplicada. Com este critério, é possível utilizar perfis mais esbeltos e painéis

mais leves e fáceis de manipular. A estrutura em Light Steel Frame é composta de

paredes, pisos e cobertura. Reunidos, eles possibilitam a integridade estrutural da

edificação, resistindo aos esforços que solicitam a estrutura (RODRIGUES; CALDAS,

2016).

As paredes que constituem a estrutura são denominadas de painéis estruturais

ou autoportantes e são compostos por grande quantidade de perfis galvanizados

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muito leves denominados montantes, que são separados entre si de 400 ou 600 mm.

Os painéis têm a função de distribuir uniformemente as cargas e encaminhá-las até o

solo. O fechamento desses painéis pode ser feito por vários materiais, mas,

normalmente, utilizam-se placas cimentícias ou placas de OSB (oriented strand board)

externamente, e chapas de gesso acartonado internamente (SANTIAGO; FREITAS;

CASTRO, 2012).

Os pisos, partindo do mesmo princípio dos painéis, utilizam perfis galvanizados,

dispostos na horizontal e obedecem à mesma modulação dos montantes. Esses perfis

compõem as vigas de piso, servindo de estrutura de apoio aos materiais que formam

a superfície do contrapiso. As vigas de piso estão apoiadas nos montantes de forma

a permitir que suas almas estejam em coincidência com as almas dos montantes,

dando origem ao conceito de estrutura alinhada ou “in-line framing”. Essa disposição

permite garantir que predomine esforços axiais nos elementos da estrutura


A cobertura fornece várias soluções para os arquitetos. A versatilidade do Light

Steel Frame possibilita ao arquiteto Liberdade de expressão. Quando se trata de

coberturas inclinadas, a solução necessita do uso de tesouras, porém substituindo o

madeiramento por perfis galvanizados. As telhas utilizadas para a cobertura podem

ser cerâmicas, de aço, de cimento reforçado por fios sintéticos ou de concreto.

Também são usadas as telhas “shingles”, que são compostas de material asfáltico


As instalações elétricas e hidráulicas são feitas com passagens por dentro dos

painéis, sendo um aspecto de facilidade de instalação e manutenção. No que diz

respeito a acabamento, a pintura precisa ser feita sob uma camada de massa, e os

revestimentos que necessitam de argamassa podem ser usados, no entanto é mais

indicado revestimentos a seco, como PVC e vinílico (CAMPOS; LARA, 2012).

Apesar da limitação de altura, o emprego de Light Steel Framing apresenta uma

série de vantagens, tanto em relação à construção convencional quanto em relação à

construção com madeira, tais como: redução no prazo de execução da obra;

componentes estruturais mais leves em aço e com maior resistência à corrosão;

durabilidade; maior precisão na montagem de paredes e pisos; desperdício e perda

de material reduzidos; custo reduzido; material 100% reciclável e incombustível;

(RODRIGUES; CALDAS, 2016).

20

2.5 Sistema leve tipo Light Wood Framing

O sistema construtivo Wood Frame utiliza seções de madeira e placas de

fechamento (OSB, cimentícia ou gesso acartonado) no qual o principal elemento

estrutural é a madeira. Estes perfis de madeira em conjunto com as placas de

fechamento formam painéis estruturais capazes de resistir às cargas verticais

(telhados e pavimentos), perpendiculares (ventos), além de transmitir as cargas até a

fundação (CAMPOS; LARA, 2012).

A madeira mais utilizada nesse tipo de construção é a de pinus do tipo elliottii

e o taeda, são duas das espécies mais plantadas no Brasil, de rápido crescimento e

provenientes de florestas renováveis. Além disso, como o pinus é uma madeira

conífera, possui mais leveza, não apresenta cerne e seu lenho é totalmente permeável

ao tratamento de preservação, o que não ocorre com a maioria das madeiras nativas

brasileiras. O eucalipto também é utilizado, mas em menor escala, devido ao seu

tempo de crescimento ser maior comparado ao pinus. Todas as peças são tratadas

de acordo com a norma NBR 7190 (1997) garantindo a durabilidade por anos e a

estrutura de madeira é oriunda de florestas plantadas e certificadas (VASQUES,

2014).

Como a industrialização é aplicada ao sistema Wood Frame, a produtividade

está atrelada ao sistema da mesma forma que está ao Steel Frame. Outra semelhança

com Steel Frame é a dinâmica de construção a seco, que mantém a obra limpa por

não utilizar água no processo construtivo. Além disso, a produtividade do Wood Frame

pode ser atribuída também à facilidade de manuseio dos elementos estruturais

(frames de madeira) e de fechamento (chapas de OSB ou placas cimentícias, na maior

parte das vezes), que demandam menos esforços dos trabalhadores e, ainda, têm

processo de montagem quase que instintivo (NAKAMURA, 2010).

Na história da construção, a madeira cedeu lugar ao aço e ao concreto devido

a algumas desvantagens da madeira, como ser um material suscetível ao

apodrecimento e ao ataque de organismos xilófagos, requerer vigas muito pesadas,

de grande seção, e demandar considerável habilidade de carpintaria. Entretanto, o

sistema Wood Frame elimina as desvantagens que conduziram a decadência da

madeira. Nesse sistema, são requeridas apenas habilidades elementares para fixar

peças leves de madeira com dimensões padronizadas. Além disso, a madeira

21

facilmente tem sua durabilidade natural prolongada quando previamente tratada com

substâncias preservativas. Para o Wood frame, o tratamento mais recomendado é

feito em autoclave com produtos hidrossolúveis (VASQUES, 2014).

Além do tratamento químico, todas as peças de madeira ficam envoltas por

chapas e membranas, nunca ficando expostas ao tempo. O isolamento térmico e

acústico que é introduzido no interior de todas as paredes de geminação, lajes e

coberturas, fazendo com que a casa fique muito mais confortável térmica e

acusticamente. As chapas OSB são chapas estruturais de altíssima tecnologia que

conferem grande resistência, atendendo aos mesmos padrões de que uma casa de

tijolos deve possuir (VASQUES, 2014).

Fonte: ABDI (2015)

Figura 5: Perspectiva do Wood Frame

As paredes deste método construtivo são compostas por montantes verticais

em madeira, dispostos em consonância com painéis de OSB. As ligações entre os

elementos estruturais no painel são realizadas com a utilização de pregos, sendo que,

estes elementos metálicos de fixação necessariamente, devem ser galvanizados, pois

deverão ter vida longa de serviço (VASQUES, 2014).

Nos pisos das casas em Wood Frame são utilizados decks constituídos por

chapas de OSB (Orinteded Strand Board) apoiadas sobre vigas de madeira

geralmente com seções retangulares ou I (com mesas formadas por madeira maciça

ou LVL (Laminated Venner Lumber) e alma de OSB ou compensado. O deck, ao

receber as cargas, que são perpendiculares ao seu plano, apresenta pequenos

deslocamentos. Sobre o deck de madeira são utilizados revestimentos de carpetes ou

22

pisos projetados com manta intermediária com o objetivo de garantir a isolação

acústica. A chapa de OSB, que compõe o deck, funciona como contrapiso

(VASQUES, 2014).

Para compor telhados e coberturas, as placas OSB são uma excelente opção.

As placas em conjunto com os perfis asseguram a resistência à ação de ventos e

melhoram o conforto térmico e acústico das edificações. Geralmente, sobre as

paredes do último piso da edificação, são posicionadas treliças industrializadas de

madeira com conectores do tipo chapas de dentes estampados. Tipos de telhas como

as shingle, demandam um deck de OSB para servir de base sobre as treliças. Em se

tratando de telhas cerâmicas, são utilizadas diretamente ripas sobre as treliças,

tomando-se o cuidado de se aplicar uma manta de sob cobertura antes do ripamento

para garantir a estanqueidade. Também podem ser utilizadas telhas metálicas, de

fibrocimento e asfálticas (VASQUES, 2014).

As instalações elétricas e hidráulicas são idênticas às de uma construção em

Steel Frame, possui praticidade e agilidade à construção e em eventuais reparos, ao

permitir embutir as instalações nos vãos internos aos montantes (VASQUES, 2014).

Apesar do emprego da madeira no Brasil estar crescendo, a madeira ainda

sofre preconceitos relacionados a divulgação insuficiente das informações

tecnológicas. Ao mesmo tempo, outras ideias errôneas são divulgadas, como a que

associa o uso da madeira à devastação de florestas, fazendo parecer que seu

emprego se constitui numa perigosa ameaça ecológica, quando na verdade o que se

almeja é a aplicação de um manejo de cultura e exploração inteligente, fundamentado

em técnicas há muito tempo dominadas por engenheiros florestais e profissionais de

áreas correlatas, que poderá garantir a perenidade de nossas reservas florestais

(CALIL; LARH; DIAS, 2003).

A madeira como material construtivo possui várias vantagens. Dentre elas, são

comumente citadas o baixo consumo de energia para seu processamento, a alta

resistência específica, as boas características de isolamento térmico e elétrico, além

de ser um material muito fácil de ser trabalhado manualmente ou por máquinas

(ZENID, 2009).

23

3 METODOLOGIA

Este trabalho será realizado a partir de uma revisão bibliográfica, com o intuito

de comparar os aspectos previamente definidos de dois sistemas construtivos:

Framing e concreto armado com alvenaria de fechamento.

3.1 Coleta de dados

Teses, dissertações, revistas científicas, artigos e livros.

3.2 Critérios de inclusão

Conteúdos com informações claras e atualizadas sobre particularidades de

Steel Frame, Wood Frame e concreto armado com margem de tempo entre 2014 e

2019. Publicações fora da margem de tempo integram o trabalho se apresentarem

informações pertinentes a elaboração do trabalho e constituírem uma ferramenta

didática indispensável para a investigação e análise comparativa entre os métodos

construtivos discriminados no trabalho.

24

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Comportamento térmico

4.1.1 Concreto armado

Baltokoski (2015) cita o bom desempenho térmico dos blocos de alvenaria

cerâmicos como uma importante vantagem no método.

De acordo com Poças (2008), o coeficiente de transmissão térmica U, definido

como sendo a quantidade de calor atravessada por uma unidade de área a cada

unidade de temperatura, entre os ambientes que separa.

Os mesmos apontam ainda algumas técnicas para otimizar o comportamento

térmico de paredes de alvenaria em blocos cerâmicos, tais como:

• Criação de blocos multialveolares (muitos furos)

• Incorporação total ou parcial de isolante térmico nos alvéolos.

• Diminuição da emissividade das paredes dos alvéolos de forma a aumentar a

resistência térmica dos mesmos;

• Junção de dois blocos (semiblocos), que são ligados por placa de isolamento

térmico pré-moldada ou injetada.

Outros fatores, apontados por Poças (2008), no que diz respeito a

comportamento térmico de unidade habitacional com fechamento em alvenaria, que

se relacionam, não só com o conforto e habitabilidade do empreendimento, bem

durabilidade, são:

• O tipo de tijolo cerâmico a ser utilizado

• Materiais de acabamento

• Espessura do reboco

Segundo experimento realizado por Baltokoski (2015) para desempenho

térmico de alguns sistemas construtivos, dentre eles o fechamento com blocos

cerâmicos, foi constatado que o mesmo, mesmo sem revestimento, atende bem à

norma de desempenho térmico.

O sistema convencional por si só, já possui um bom desempenho térmico,

atendendo, inclusive, a já vigente norma de desempenho, e este bom desempenho

ainda tem como ser otimizado a partir da manipulação de disposição dos blocos

25

cerâmicos, preenchimento de seus vazios, espessura de camada de reboco e

revestimento permanente do empreendimento.

4.1.2 Steel Frame

O aço possui uma elevada condutividade térmica, ou seja, uma grande

capacidade de transportar calor. Devido a isso, o contato dos perfis de aço com os

fechamentos interno e externo gera uma ligação ou ponte entre ambos. Esse

fenômeno deve ser considerado, pois a sua consequência é a produção de pontes

térmicas pelo sistema de vedação vertical. Para impedir a formação de pontes

térmicas, em locais de clima frio, é comum aumentar a eficiência do isolamento

térmico com materiais isolantes na parte exterior dos painéis, como o poliestireno

expandido usado no EIFS (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

Os isolantes térmicos mais tradicionais no sistema para paredes, pisos ou

coberturas são placas ou mantas de lã de vidro ou de rocha. Outros materiais podem

ser empregados dependendo das características do sistema escolhido, porém sua

condutividade térmica deve idealmente ser menor do que 0,06 W/m°C (condutividade

térmica máxima de um material considerado isolante) e resistência térmica ≥

0,5m²K/W (KRÜGER, 2000).

No Brasil, não há estudos sobre o comportamento térmico de edificações

construídas em Light Steel Frame, por isso não é possível avaliar quais painéis de

vedação são adequados para determinados climas. Entretanto, como a lã de vidro é

um componente amplamente utilizado no tratamento térmico e acústico em

edificações de Steel Frame, é possível avaliar a capacidade de isolamento térmico

apresentada pela lã de vidro por meio de sua condutividade e resistência térmica


A condutividade térmica da lã de vidro é 0,042 W/m°C, enquanto sua

resistência térmica varia consoante a espessura. 50 mm de espessura de lã de vidro

possui 1,19 m² °C/W de resistência térmica, 75 mm possui 1,78 m² °C/W e 100 mm,

2,38 m² °C/W (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

Dessa forma, quanto maior a espessura, maior a resistência térmica,

apresentando melhor isolamento térmico. Entre os painéis utilizados na estrutura de

26

vedação do aço, os que apresentam lã de vidro possuem os maiores valores de

resistência térmica (KRÜGER, 2000).

4.1.3 Wood Frame

Apesar da sua inflamabilidade, as peças estruturais de madeira evidenciam um

conveniente desempenho a altas temperaturas, melhor que o de outros materiais em

condições severas de exposição. Na realidade, a carbonatação superficial das peças

se transforma numa espécie de “barreira de isolação térmica”. Sendo a madeira um

mau condutor de calor, a temperatura interna cresce mais lentamente, não

provocando maior comprometimento da região central das peças que, desta maneira,

podem manter-se em serviço nas condições em que o aço, por exemplo, já teria

entrado em colapso (escoamento), mesmo não sendo inflamável. Outra característica

importante da madeira com relação ao fogo é o fato de não apresentar distorção

quando submetida a altas temperaturas, tal como ocorre com o aço, dificultando assim

a ruína da estrutura (CALIL; LARH; DIAS, 2003).

Apresentando um espaço de 20 cm a 25 cm entre a parede externa e a interna

de uma Parede Convencional de Wood Frame, são utilizadas mantas de lã de vidro

no interior dos painéis Wood Frame, garantindo uma melhora no desempenho térmico

e acústico do sistema, juntamente com placas de OSB na parte externa (LOPES,

2013).

Segundo o IFBQ (2018), Wood Frame atende a todos os requisitos da Norma

de Desempenho e propicia um conforto térmico comprovado. Para análise do

desempenho térmico das paredes externas, a condutividade térmica das placas

cimentícias foi constatada 0,35W/m.K, das chapas de OSB, 0,17W/m.K, e, da chapa

de gesso para Drywall, 0,35W/m.K.

4.2 Comportamento acústico


Segundo Baltokoski (2015), a unidade de medida do desempenho acústico é

Dba, sendo o dos blocos cerâmicos considerado bom, variando entre 38 e 42,

conforme dados abaixo:

27

• Tijolo 9cm/ reboco de 1,5cm/ 120kg/m²/ desempenho de 38dBA

• Tijolo 11,5cm/ reboco de 1,5cm/ 150kg/m²/ desempenho de 40dBA

• Tijolo 14cm/ reboco de 1,5cm/ 160kg/m²/ desempenho de 42dBA

Deste modo, percebe-se que os blocos cerâmicos por si só já possuem um bom

isolamento acústico, mesmo havendo uma variabilidade referente ao tipo de tijolo e

espessura de reboco, ainda assim, o construtor possui a possibilidade de melhorar tal

aspecto, que já é bom, trabalhando com diferentes tipos de revestimento que o

mercado oferece.

4.2.2 Wood Frame

As mantas ou lãs isolantes térmicas e absorventes acústicos podem ser

instalados no interior das paredes internas e externas, e sobre os forros nas

coberturas, de acordo com a necessidade do projeto. São empregadas em geral

barreiras radiantes na cobertura, com preferência pelo uso de filmes de alumínio

estruturados ou chapas estruturais LP TechShield. Essas chapas são estruturais de

OSB revestido com papel-folha de alumínio. Por ser uma chapa estrutural, o

Techshield é considerado no contraventamento da estrutura de cobertura. O índice de

reflexão à radiação solar é de 97%, segundo a empresa (SILVA, 2010).

Segundo o IFBQ (2018), Wood Frame atende as exigências da Norma de

Desempenho referente a parte acústica e garante conforto acústico nas edificações.

Na análise do desempenho acústico, foi obtido um resultado de 39dB para a parede

com espessura de 158mm. Dessa forma, atende-se ao estabelecido na Diretriz SINAT

N°005 – Rev.02 (2017) para os ambientes de parede cega de salas e cozinhas entre

uma unidade habitacional e áreas comuns de trânsito eventual, tais como corredores

e escadarias dos pavimentos. No caso do conjunto de paredes (158 mm de

espessura) e portas de unidades distintas separadas pelo hall o valor de DnT,w obtido

foi de 47dB, também atendendo ao critério estabelecido na Diretriz SINAT N°005 –

Rev.02 (2017). Os resultados obtidos de 43 dB para parede de geminação dupla

(justapostas), com espessura total aproximada de 271 mm, atende ao estabelecido

na Diretriz SINAT N°005 – Rev.02 (2017) para parede entre unidades habitacionais

autônomas (parede de geminação), nas situações onde não haja ambiente dormitório.

28

4.2.3 Steel Frame

O isolamento de painéis em Light Steel Frame segue o princípio massa-mola-

massa, onde em lugar de uma parede de massa m, usam-se camadas separadas de

massa, cujo espaço entre elas é preenchido com um elemento absorvente, cujo

objetivo é reduzir a transmissão de som entre as camadas de massa. Os materiais de

alta absorção acústica geralmente são porosos e/ou fibrosos onde parte da energia

sonora que os atravessa é transformada em energia térmica que é dissipada do

material absorvente por convecção, fazendo com que a energia sonora perca

intensidade. A lã de vidro por ser um material fibroso, apresenta grande capacidade

de isolação sonora (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

Nem todo isolante térmico tem boas propriedades acústicas e vice-versa. Por

isso o desempenho acústico da edificação deve ser objeto de análise adequada para

se atingir os níveis desejados de transmissão de ruído. Influenciam no desempenho

acústico o posicionamento e as características de cada elemento usado na

composição global do elemento de vedação interior/exterior e suas interfaces


O desempenho acústico de um material ser estimado através da Classe de

Transmissão de Som Aéreo (CTSA) que indica, de uma maneira global, a capacidade

do material de reduzir o nível sonoro entre dois ambientes, dada em decibels (dB).

Essa grandeza é obtida em laboratório para determinado componente construtivo, e

não considera o isolamento do ambiente. Entretanto, pode-se proceder a avaliação

acústica do conjunto de elementos construtivos levando-se em consideração valores

obtidos somente para a parede, desde que os demais elementos tenham CTSA maior

ou igual à mesma. Atualmente, o classificador CTSA vem sendo substituído por Rw

(Índice de Redução Acústica) que é baseado na norma internacional ISO 717:1996


O índice de Rw (Redução Acústica) da lã de vidro em feltros e painéis

combinados com placas de gesso acartonado varia entre 43 e 58 decibels (dB)

dependendo da espessura da lã de vidro (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

29

4.3 Características estruturais


Segundo Alves (2015) o concreto armado (parte estrutural do chamado sistema

convencional) possui uma grande vantagem que é justamente uma proteção contra

intemperes de corrosão e contra altas temperaturas (até certo tempo), desde que se

tenha usado uma capa protetora, chamada cobrimento, em espessura correta.

Alves (2015) aponta ainda como natural, porém indesejado, no tocante ao

comportamento estrutural do concreto armado, o aparecimento de fissuras. Isto se dá

devido ao fato de o concreto ser muito pouco resistente a tração. No entanto, as

aberturas de fissuras precisam ser controladas pelo engenheiro calculista, quando for

fazer o cálculo das armaduras, pois é de fundamental importância para o não

comprometimento da funcionabilidade estrutural como um todo, além da estética e

patologias de impermeabilização.

Dentre outros aspectos negativos do concreto armado, segundo o mesmo

autor, podemos citar no que diz respeito ao comportamento estrutural:

• Possibilidades de flechas (deflexões) acentuadas, podendo chegar a duas

vezes mais que o permitido, resultado de alteração de volume com o passar do

tempo;

• Baixa resistência do concreto por unidade de volume, o que faz com que as

peças estruturais tenham sempre tamanhos relativamente grandes.

De acordo com Alva (2007), é importante atentar para a previsão de muros de

contenção, quando se fala em estruturas de concreto armado, quando houver subsolo,

e esta também é uma estrutura que precisa ser bem dimensionada, podendo ser feita

in loco ou pré-moldada.

O mesmo autor ainda ressalta a importância da compatibilização perfeita entre

o projeto estrutural em concreto armado e o arquitetônico. O comportamento estrutural

do concreto é algo que precisa ser analisado de maneira sucinta, uma vez que o

sistema tradicional pode seguir diferentes padrões no que diz respeito à resistência,

forças, solicitações e projeto de forma. Independente destas variações, os controles

30

com fissuração, deflexão, fator água cimento e disposição de armaduras deve sempre

ser feito por um profissional capacitado para isto.

4.3.2 Wood Frame

A estrutura é composta por perfis de madeira que em conjunto com as placas

estruturais, chamadas OSB (Oriented Strand Board), que significa Painel de Tiras de

Madeira Orientadas, formam painéis estruturais, que resistem às cargas verticais, dos

telhados e pavimentos, cargas perpendiculares, como ventos transmitindo as cargas

até a fundação. São perfis leves de madeira de reflorestamento, como pinus. A

madeira utilizada deve apresentar três características para ser usada nesse meio:

seca, reta e livre de grandes nós (LOPES, 2013).

Independente do andamento da obra, as unidades de Wood Frame são pré-

moldadas, fazendo com que sejam apenas encaixadas. Mesmo sendo um sistema de

construção inovador, a Wood Frame sofre sua principal falha por não poder ter altura

de suas edificações acima de 5 pavimentos, pois apresenta comprometimento da

estrutura a partir dessa altura (LOPES, 2013).

Um fator que destaca o Wood Frame como alternativa construtiva em território

nacional é a vocação florestal do Brasil. A produtividade volumétrica de madeira varia

entre as taxas médias de 50 m³/há/ano em áreas da Floresta Amazônica, de 25

m³/ha/ano (Pinus) e de 30 m³/ha/ano (eucalipto), em áreas de reflorestamento no Sul

e no Sudeste do país. Na Finlândia, país nórdico cuja economia está fortemente

alicerçada no desempenho do setor florestal, são produzidos, em média, 5 m³/ha/ano.

Nos Estados Unidos da América do Norte, chega-se no máximo a 15 m³/ha/ano e, na

África do Sul, a 18 m³/ha/ano (CALIL; LARH; DIAS, 2003).

Até o momento, o Wood Frame teve sua aplicação concentrada em residências,

edificações educacionais, institucionais e comerciais. Porém a flexibilidade do sistema

o torna aplicável em diversas outras tipologias, que dependem da classificação de

uso. Importante também salientar que o sistema pode ser compatibilizado com outros

sistemas construtivos, como a Alvenaria Convencional e/ou Steel Frame,

caracterizando habitações com tipologias mistas (ABDI, 2015).

31

4.3.3 Steel Frame

Para ajudar a visualizar o Light Steel Frame, pode-se recorrer ao “Drywall”, que

é amplamente utilizado em vedações internas no Brasil, que apesar de não ter função

estrutural, utiliza perfis galvanizados para compor um esqueleto onde são fixadas as

placas para fechamento. Porém, a semelhança acaba nesse ponto, já que o Light

Steel Frame é um sistema muito mais amplo, capaz de integrar todos os componentes

necessários à construção de uma edificação, tendo como o fundamental a estrutura.

Basicamente a estrutura em Light Steel Frame é composta de paredes, pisos e

cobertura. Reunidos, eles possibilitam a integridade estrutural da edificação, resistindo

aos esforços que solicitam a estrutura (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

Nesse sistema a estrutura nunca se apresenta aparente, já que os elementos

estruturais que formam as paredes, pisos e tetos estão sempre encobertos pelos

materiais de fechamento, dessa forma o resultado assemelha-se à de uma construção

convencional (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

A estrutura de perfis de aço galvanizado é a parte principal do sistema Light

Steel Frame. Para compor um conjunto autoportante capaz de resistir aos esforços

solicitados pela edificação, é necessário que o dimensionamento dos perfis e o projeto

estrutural sejam executados por profissional especializado (SANTIAGO; FREITAS;

CASTRO, 2012).

O emprego de aço na construção civil brasileira não tem uma grande expressão

comparado com o potencial do Brasil de produção de aço, pois o Brasil está entre os

maiores produtores de aço do mundo. A China se destaca como o maior produtor

mundial de aço, concentrando pouco mais de 50% da produção mundial. O Brasil, por

sua vez, ocupa a 8ª posição no ranking dos maiores produtores mundiais de aço

(SANTOS; RIBEIRO, 2019).

O sistema construtivo Light Steel Framing é indicado para uso em residências

unifamiliares térreas ou sobrados, edifícios de até 8 pavimentos, hotéis, edifícios da

área de saúde, clínicas, hospitais, comércio em geral, creches, edifícios para

educação e ensino, fachadas de edifícios em geral incluindo os de grande altura,

retrofit e ampliações de edifícios existentes (ABDI, 2015).

Aço é um material que permite adaptações e ampliações sem que haja redução

significativa do espaço interno e aumento da carga nas fundações. Também é 100%

32

reciclável, e as estruturas em desuso podem ser reutilizadas na fabricação de novas,

seja pela montagem e desmontagem, ou pela fundição para a fabricação de novas

peças (ABDI, 2015).

Segundo Santiago, Freitas e Castro (2012), os principais benefícios e

vantagens no uso do sistema Light Steel Framing (LSF) em edificações são os

seguintes:

• Os produtos que constituem o sistema são padronizados de tecnologia

avançada, em que os elementos construtivos são produzidos industrialmente,

onde a matéria prima utilizada, os processos de fabricação, suas

características técnicas e acabamento passam por rigorosos controles de

qualidade;

• O aço é um material de comprovada resistência e o alto controle de qualidade

tanto na produção da matéria-prima quanto de seus produtos, permite maior

precisão dimensional e melhor desempenho da estrutura;

• Facilidade de obtenção dos perfis formados a frio já que são largamente

utilizados pela indústria;

• Durabilidade e longevidade da estrutura, proporcionada pelo processo de

galvanização das chapas de fabricação dos perfis; Facilidade de montagem,

manuseio e transporte devido a leveza dos elementos.

4.4 Aspecto arquitetônico


Do ponto de vista arquitetônico, o método convencional é dotado de aspectos

positivos.

Alva (2007) aponta a escolha da forma de um edifício em concreto armado

totalmente dependente do projeto arquitetônico, sendo, de maneira geral, a maioria

dos edifícios em concreto armado projetados obedecendo a seguinte logística de

divisão:

• Subsolo, destinado a garagem

• Pavimentos térreos, com ambientes de vivência comum

• Pavimentos tipo, onde se dispõem as unidades habitacionais

33

• ático, onde se encontra a área de manutenção

O mesmo autor ainda faz menção a importância da compatibilização deste

projeto com os demais, como por exemplo, verificar a passagem de vigas em

banheiros, de tal modo que possam sofrer interferência com instalações hidros

sanitárias.

Bastos (2014) menciona a trabalhabilidade como um grande ponto positivo das

estruturas em concreto armado, ou seja, o concreto fresco pode assumir qualquer

forma, o que é uma extrema vantagem para a concepção de estruturas.

Um aspecto negativo citado, ainda, por Bastos (2014) é o uso de formas e

escoras após a moldagem da arquitetura. Isto requer investimento alto, demanda de

mão de obra e tempo para o desenvolvimento da logística do processo de

escoramento.

A arquitetura do sistema convencional é bem flexível em todos os aspectos,

desde à facilidade de adaptação a diferentes formas e volumes, passando pela

aceitação de diversos sistemas de revestimento, até a permissão de que os projetos

complementares se compatibilizem mediante a um minucioso estudo, e este estudo

torna este aspecto, que para muitos pode ser considerado negativo, corrigido. Existem

empresas, por exemplo, que possuem engenheiro ou arquiteto responsável somente

pelas compatibilizações. O fato do tempo de escoramento também pode ser

amenizado através de uma boa inserção deste tempo no planejamento e cronograma

da obra.

4.4.2 Wood Frame

Este sistema de construção permite também a criação de estilos arquitetônicos

dos mais variados e tradicionais, até à arquitetura futurística (VASQUES, 2014).

Uma das primeiras constatações foi a importância da correta representação

dos elementos e dos componentes em Wood Frame nos projetos arquitetônicos

verificou-se que, conforme ocorria na Alemanha e em outros países onde o Wood

Frame é um sistema convencional de construção, os projetos arquitetônicos

necessitam ser pensados à luz do sistema construtivo a ser aplicado. Essa questão

se apresentou como desafio no Brasil, um local onde a cultura arquitetônica e as

soluções técnicas são voltadas para a aplicação da alvenaria e concreto (ABDI, 2015).

34

Wood Frame permite a construção de edificações leves tão resistentes quanto

às de concreto. O sistema, extremamente flexível, permite a utilização de qualquer

tipo de acabamento exterior ou interior e pode ser aplicado em qualquer estilo

arquitetônico. A madeira pode ser processada sem maiores dificuldades, viabilizando

a definição de formas e dimensões, limitadas apenas pela geometria das toras e pelo

equipamento usado para esta operação. Por ser um sistema versátil e simples, tornou-

se método construtivo predominante na América do Norte e no norte da Europa, além

de ser muito utilizado em vários países do mundo (VASQUES, 2014).

4.4.3 Steel Frame

Steel Frame detém uma grande flexibilidade no projeto arquitetônico, não

limitando a criatividade do arquiteto. O uso da estrutura de aço não impõe ao projeto

que ela esteja aparente. Muitos usuários e projetistas descartam a construção em aço

por achar que resultará em uma arquitetura muito peculiar ou “hightech”. Esse receio

é maior quando se trata da arquitetura residencial. Porém, a construção em aço é

muito versátil e viabiliza qualquer projeto arquitetônico, desde que ele seja concebido

e planejado considerando o comportamento do sistema. A racionalização,

industrialização e rapidez de execução, características tão apreciadas na construção

em aço, só são possíveis quando há um planejamento integral da obra, que implica

em um projeto amplamente detalhado. Com o Light Steel Framing não é diferente, o

detalhamento dos projetos tanto de arquitetura, como estrutural ou complementares

são essenciais para o melhor desempenho do sistema e para se evitar patologias


Por causa das menores dimensões das peças e menor peso próprio, as

estruturas em aço reduzem a carga nas fundações e conferem à construção em aço

um aumento da área útil construída, aproveitando-se melhor o espaço interno. Por

serem mais compactas e leves, as peças de aço fazem que o transporte de materiais

para a obra seja reduzido. O uso desse sistema construtivo também pode reduzir até

40% do tempo de execução de um projeto, por permitir o acúmulo de etapas. Isto é,

enquanto as peças estão sendo fabricadas na indústria, a fundação está sendo feita

no canteiro. Como essa fabricação obedece a rigorosas especificações dimensionais,

na etapa de montagem a estrutura estará nivelada e aprumada, o que serve de guia

para as demais etapas da obra, reduzindo-se o desperdício de materiais (ABDI, 2015).

35

Na construção em aço, como ocorre com toda solução estrutural, o sucesso da

construção está atrelado a um projeto bem compatibilizado. O sistema construtivo

deve ser definido no projeto arquitetônico, para que os benefícios advindos da

construção industrializada sejam apreciados. Para se obter o melhor desempenho, os

detalhes de ligações da construções em aço devem ser considerados, assim como as

interfaces com as vedações. As normas técnicas também devem ser respeitadas para

que não se tenha surpresas durante a obra (ABDI, 2015).

4.5 Vida útil

4.5.1 Concreto Armado

A vida útil é explica como sendo um tempo onde a estrutura em questão

se mantém em perfeitas condições para o uso e solicitação a qual se destina

(ALVES, 2015).

Quanto à durabilidade do concreto, devem ser tomadas providências para

garantir baixo índice de permeabilidade, atentar bem para as normas de concretagem,

respeitar o cobrimento, além de analisar bem o fator entre água e cimento necessário,

respeitando a quantidade mínima de cimento nos traços, de tal modo que a estrutura

de concreto se torna durável a partir do ponto em que possui fissuração controlada

e boa compacidade (ALVES, 2015).

Os mesmos autores ainda afirmam que para uma boa durabilidade é preciso

uma certa disponibilidade das armaduras, especificações de materiais do sistema

construtivo, bem como orientação ao usuário no que diz respeito ao tempo e maneira

de manutenção.

John et all (2001) afirmam que no Brasil os maiores estudos, e sua grande

totalidade se referem a corrosões de armaduras, sendo necessário ainda o estudo

preciso de outros materiais que compõem o sistema.

O fator tempo é algo tendencioso, quando se fala na vida útil de algo. A norma

de desempenho, por exemplo, sugere que uma estrutura de concreto armado deve

durar 50 anos. No entanto, os fatores que influenciam na mesma precisam estar

totalmente alinhados em qualidade, não só no que diz respeito a materiais, bem como

execução, o que torna a durabilidade de estruturas de concreto armado algo impreciso

e relativo.

36

4.5.2 Wood Frame O valor real do tempo vida útil é uma composição do valor teórico da Vida Útil

de Projeto (VUP) somado às ações de manutenção, de utilização, da natureza e da

vizinhança. Sendo a Vida Útil de Projeto (VUP) uma estimativa teórica do tempo que

compõe a vida útil, o valor estimado pode ou não ser atingido em função da eficiência

e constância dos processos de manutenção, cuidados na utilização do imóvel,

alterações no clima ou no entorno da obra etc (NBR 15575, 2013).

A NBR 15575 (2013) estipula prazos de Vida Útil de Projeto em três diferentes

níveis (Mínimo, Intermediário e Superior) para a estrutura, pisos internos, vedação

vertical externa e interna, cobertura e hidros sanitário. Entretanto, o enfoque será dado

na vida útil da estrutura que possui prazo mínimo de 50 anos como sugestão da NBR

15575 (2013).

As características dos materiais e da qualidade da construção como um todo

influenciam na vida útil. Por isso, deve-se examinar as características estruturais do

método construtivo em questão. O método construtivo Wood Frame consegue atender

à exigência da norma de desempenho em termos de vida útil (IFBQ, 2018).

4.5.3 Steel Frame Não há atualmente uma pesquisa do método construtivo Steel Frame que

demonstre o seu atendimento á norma de desempenho. Entretanto, por se tratar se

um método construtivo industrializado, pode-se afirmar que é possível atender ao

critério de vida útil prescrito na norma de desempenho, principalmente devido ao

controle tecnológico e dimensional efetivo na fabricação dos perfis de aço. As

atividades de controle de qualidade devem assegurar que, após o sistema montado e

durante a sua vida útil, os requisitos de projeto e das normas técnicas aplicáveis

tenham sido atendidos (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

O Fabricante deverá manter um programa de garantia da qualidade para

assegurar que seu trabalho esteja de acordo com as especificações das normas

aplicáveis e com os Documentos Contratuais. A Montadora deverá manter um

programa de garantia da qualidade para assegurar que seu trabalho esteja de acordo

com as especificações das normas pertinentes. A Montadora deverá possuir

qualificação e capacidade de executar a Montagem do sistema construtivo, devendo,

37

para isso, fornecer equipamento, pessoal e supervisão proporcionais ao escopo,

magnitude e qualidade exigíveis para cada obra (ABDI, 2015).

4.6 Tipos de fundações


Segundo Braga (2009), a escolha do tipo de fundação para obras de sistema

convencional varia de acordo com carregamento da edificação, o tipo de solo, a

vizinhança, o cronograma de execução e o custo.

O mesmo autor ainda aponta, dentre os tipos de fundação profunda, a estaca

raiz como de maior destaque, uma vez que não causa incomoda a vizinhança,

diferente de estacas pré-moldadas, metálicas e franki, apesar de a estaca do tipo

hélice contínua vir se destacando muito, devido à alta produtividade e preço

competitivo.

Além disso, pode-se ressaltar, também, incidência do uso de fundações diretas

nas edificações situadas na faixa dos 3 a 10 pavimentos, sendo realizadas com

sapatas ou radiers (BRAGA, 2009).

A fundação do sistema convencional é uma grande vantagem, devido à

variedade de opções tanto para fundações rasas, quanto profundas, variedades que

podem ser decididas por múltiplos fatores, tais como custo, produtividade e tipo

de solo.

4.6.2 Wood Frame

Pelo fato de a estrutura sobre a fundação ser leve e com cargas distribuídas

ao longo das paredes, uma boa solução para a fundação é o radier ou ainda a

sapata corrida. Em países com clima tropical como o Brasil a utilização de

basement wall também pode ser muito interessante para garantir o contorto

térmico da edificação, principalmente daquelas construídas em regiões muito frias

(MOLINA; CALIL, 2010).

Em boa parte das casas industrializadas em wood frame, o único

elemento moldado in-loco é de fundação. Em alguns países, a fundação das

casas em wood frame é composta por estruturas subterrâneas de paredes,

tecnicamente chamadas de “basement wall”, que formam compartimentos abaixo

do nível do solo (com pelo

38

menos 60 cm ou 2 pés), e estes servem para aumentar a temperatura das casas, pois

nesta cota o congelamento não afeta o conforto térmico dos cômodos subterrâneos.

O basement wall sustenta cargas de piso, paredes, telhados e outras cargas da

construção, e pode ser construído tanto em madeira como também em concreto,

sendo o concreto mais utilizado. A transmissão das cargas verticais, neste caso,

acontece de forma não concentrada o que torna a fundação uma etapa bastante

rápida e econômica (MOLINA; CALIL, 2010).

4.6.3 Steel Frame

Por ser muito leve, a estrutura de light steel frame e os componentes de

fechamento exigem bem menos da fundação do que outras construções. As

fundações são construídas seguindo o mesmo processo do concreto armado de forma

que a qualidade final da fundação está intimamente ligada ao correto funcionamento

dos subsistemas que formam a construção. Dessa forma, uma base corretamente

nivelada e em esquadro possibilita maior precisão de montagem da estrutura e demais

componentes do sistema (SANTIAGO; FREITAS; CASTRO, 2012).

A laje radier é a fundação mais comumente utilizada para construções em light

steel framing. O radier é um tipo de fundação rasa que funciona como uma laje e

transmite as cargas da estrutura uniformemente para o terreno. Os componentes

estruturais fundamentais do radier são uma laje contínua de concreto, e eventuais

reforços (ABDI, 2015).

39

5 CONCLUSÃO

5.1 Concreto armado

O sistema convencional, no que diz respeito à estrutura, possui uma grade

vantagem, que é a facilidade de a estrutura atender qualquer parâmetro que se

precise, basta que o engenheiro calculista seja capacitado o suficiente para

desenvolver o projeto.

É necessário também um rigoroso controle com relação a parâmetros como

deflexão e fissuração. Inclusive erros de concretagem podem causar desvio das

propriedades resistivas projetadas, e, devido a isto, o controle tecnológico que todo o

processo exige acaba sendo uma desvantagem, se comparado a simplicidade de

estruturas em Steel Frame, onde somente se precisa montar. No entanto, para

edifícios de porte alto, acima de 8 pavimentos, o Steel Frame não se encaixa.

Ainda referente à estrutura, no entanto, partindo para o lado da infraestrutura,

construir em concreto armado tem grande vantagem da aceitação de qualquer tipo de

fundação, desde as estacas raízes, e a tão utilizada e ascendente hélice contínua,

para as fundações profundas, às sapatas e radiers para fundações do tipo rasa.

A arquitetura do sistema convencional tem uma grande vantagem de poder se

moldar a qualquer forma, uma vez que, no concreto armado, o concerto é lançado de

maneira fluida in loco.

A desvantagem que a arquitetura apresenta é a necessidade de espera da cura

do concreto para descoramento, e reaproveitamento das escoras para execução do

projeto de forma de outros pavimentos, bem como o custo com as formas e assoalhos.

O desempenho, tanto térmico quanto acústico do sistema é considerado bom,

atendendo bem as normas de desempenho, podendo ser potencializados com as

variedades de revestimento existentes, bem como espessura de reboco e

preenchimento dos alvéolos dos blocos cerâmicos.

Para uma durabilidade boa, é preciso que haja não só especificação de uso e

manutenção disponível para os usuários, para que cada parte que compões o sistema

tenha a vida útil esperada, bem como deve haver uma execução criteriosa, segundo

os projetos pedem, e uso de materiais adequados. Isto engloba todo e qualquer

sistema construtivo, não sendo, portanto, vantagem ou desvantagem do sistema

convencional.

40

5.2 Wood Frame

Brasil possui um mercado com condições que favorecem a utilização do Wood

Frame como método construtivo, principalmente devido à sua vocação florestal. Além

disso, Wood Frame pode ser uma alternativa ao concreto armado pelo fato de o Brasil

carecer de soluções sustentáveis na construção civil.

Com o Wood Frame, é possível erguer construções leves tão resistentes

quanto às de concreto armado e apesar de a madeira possuir desvantagens como

inflamabilidade e fácil apodrecimento por organismos xilófagos, tais desvantagens são

eliminadas no sistema leve Light Wood Frame, pois a madeira é tratada com

substâncias preservativas, além de ser envolvida por chapas e membranas. Wood

Frame é o método construtivo predominante do Estados Unidos, Canadá, Alemanha

e Japão. Todos esses países são conhecidos por sua tecnologia e modernidade,

demonstrando que a madeira não é um componente estrutural primitivo.

O método construtivo Wood Frame atende aos mesmos padrões que uma casa

de concreto armado e possui isolação acústica, térmica e vida útil comprovada dentro

dos critérios de desempenho, além de propiciar outras vantagens, como flexibilidade,

sustentabilidade, alta produtividade, racionalização dos recursos e qualidade. Esse

método construtivo não se trata de construções pesadas de madeira, mas sim de

construções de altíssima tecnologia com facilidade de manuseio dos elementos

estruturais, que demandam menos esforço dos trabalhadores.

O sistema leve tipo Light Wood Framing pode ser aplicado em qualquer estilo

arquitetônico, pois a madeira pode ser processada sem maiores dificuldades. Além

disso, permite a utilização de qualquer acabamento exterior e interior. Inúmeros

países do mundo fazem uso do Wood Frame sob uma diversidade de climas, que

abrangem desde regiões desérticas até extremamente frias, e percebe-se uma grande

satisfação dos usuários em relação ao Wood Frame.

Entretanto, Wood Frame conta com algumas barreiras que impedem sua

utilização mais amplamente no Brasil. A primeira barreira é a limitação do próprio

método, já que por se tratar de um sistema construtivo leve, não suporta cargas muito

pesadas, limitando-se a 5 pavimentos. A segunda barreira é a falta de normatização

brasileira aliada à falta de incentivo e participação governamental. O único documento

técnico nacional é o DATec n°20, que se refere apenas a metodologia de construção

41

industrializada, tornando-se limitado. As outras barreiras estão relacionadas com a

resistência dos construtores à inovação, preconceito com a madeira, carência de

profissionais especializados em estruturas de madeira e exigência de mão de obra

especializada.

5.3 Steel Frame

Brasil figura entre os maiores produtores de aço do mundo. Essa característica

pode ser aproveitada na construção civil com uma maior utilização do Steel Frame

como alternativa construtiva em meio a uma cultura firmada no concreto armado. Além

disso, o déficit habitacional brasileiro demanda milhões de moradias e essa condição

requer um método construtivo que construa com rapidez para atender a necessidade

de habitação. Steel Frame enquadra-se como um método construtivo rápido, pois os

perfis de aço são leves e fáceis de manipular, além do processo de montagem ser

intuitivo.

Não há estudo brasileiro sobre o comportamento térmico do Steel Frame, mas

é possível modificar a espessura do material isolante para atingir o valor da

temperatura interna desejado, considerando a condutividade térmica dos materiais de

vedação e a temperatura externa. Um fator que ajuda o alcance do isolamento térmico

ou acústico desejado é que o sistema aceita uma grande variedade de materiais de

vedação, como pode se constatar em outros países que utilizam Steel Frame.

A fabricação do Steel Frame obedece a um rigoroso controle de qualidade,

garantindo o atendimento ao critério de vida útil estipulado na norma de desempenho.

Além disso, o aço é um material construtivo extremamente versátil e flexível, dando

uma maior liberdade ao arquiteto na elaboração do projeto arquitetônico. A

manutenção das instalações elétricas e hidráulicas é muito mais simples e rápida, já

que qualquer reparo é realizado sem a necessidade de quebrar a parede, bastando

desparafusar as placas para acessar o local que necessita de reparo.

Apesar de possuir muitas vantagens, o sistema leve tipo Light Steel Framing

possui empecilhos que minimizam seu uso. Esse sistema construtivo tem limitação de

pavimentos, não suportando grandes cargas. Além disso, a predominância do

concreto armado no Brasil inibe o conhecimento técnico de outros métodos

construtivos e dificulta a contratação de uma mão de obra altamente qualificada em

Steel Frame.

42

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ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O MÉTODO ...LISE...Análise comparativa entre o método construtivo framing e o convencional / David de Melo Chaves, Luiz Felipe Gouveia – Maceió: 2019